《Food Chemistry》:Mechanisms underlying the effect of sodium 4-chlorophenoxyacetate on flavor quality in ‘Meizao’ cherry
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•4-CPANa提高了樱桃的糖酸比以及甜味和鲜味氨基酸含量,从而增强了基础风味。•4-CPANa增加了青草类挥发性物质但减少了甜花香类物质,从而塑造了风味特征。•4-CPANa增加了己醛和(E)-2-己烯-1-醇的含量,但降低了苯乙醛的含量。•4-CPANa可能通过乙烯和α-
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4-CPANa提高了樱桃的糖酸比以及甜味和鲜味氨基酸含量,从而增强了基础风味。
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4-CPANa增加了青草类挥发性物质但减少了甜花香类物质,从而塑造了风味特征。
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4-CPANa增加了己醛和(E)-2-己烯-1-醇的含量,但降低了苯乙醛的含量。
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4-CPANa可能通过乙烯和α-亚麻酸途径影响樱桃的风味。
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4-CPANa可能通过下调MYC2、EIN3_2、ERF1B和LOX基因的表达来调节青草类挥发性物质。
引言
樱桃(Prunus spp.)是蔷薇科李属的一种多年生木本植物,因其色泽鲜艳、酸甜适口且营养丰富而深受消费者喜爱。在众多栽培品种中,'美早'樱桃尤为引人注目,其果肉酸甜适中、质地脆硬、耐贮运,且富含维生素C、花青素及其他营养物质,在全球水果市场中具有重要的经济价值(Cui et al., 2025; Devasirvatham & Tan, 2022)。樱桃果实的风味品质是决定其商业价值的关键因素之一。它不仅取决于可溶性糖、有机酸和风味氨基酸等非挥发性物质,还与各种风味前体和挥发性代谢物的合成与积累密切相关。樱桃可溶性糖的主要成分是葡萄糖和果糖,而主要的有机酸是苹果酸(Gracia et al., 2025)。其中,葡萄糖和果糖占樱桃可溶性糖的85.91%,苹果酸占有机酸的65.73%(Zhou et al., 2023)。游离氨基酸也是决定果实风味品质的关键因素,其味觉特性主要取决于侧链的大小和疏水性。一般来说,具有较小疏水侧链的氨基酸(如甘氨酸和丝氨酸)往往呈现甜味,而具有较大疏水侧链的氨基酸(如亮氨酸和精氨酸)则更容易呈现苦味(Y. Wang et al., 2024)。研究表明,酸樱桃中吡咯谷氨酸、谷氨酸和丝氨酸的含量相对较高,这与它们的抗氧化特性密切相关(Kaur et al., 2024)。此外,氨基酸是挥发性风味化合物合成的重要前体。例如,樱桃中的特征香气化合物苯乙醛主要来源于苯丙氨酸的代谢途径。樱桃中的挥发性化合物主要包括醛类、醇类、酯类和萜烯类(Feng et al., 2025)。其中,苯乙醛、2-己烯醛、2-壬烯醛和2,4-壬二烯醛等具有果香、花香和青草香气的化合物共同构成了樱桃的特征香气(H. Wang et al., 2025a)。
植物生长调节剂的合理使用可以促进樱桃树的生长发育,提高坐果率,增加产量。4-CPANa是一种常用的植物生长调节剂,在农业生产中被广泛用于调节作物的生长发育以及提高产量和品质。近年来,植物生长调节剂对果实风味品质的影响越来越受到关注。然而,植物生长调节剂对樱桃风味的具体影响,特别是4-CPANa的作用,在很大程度上仍未被探索。在其他作物中,大多数植物生长调节剂的应用往往会对风味品质产生负面影响。例如,植物生长调节剂处理被证明会降低稻米的香气含量(Goufo et al., 2011),氯吡脲诱导甜瓜果实中苦味化合物葫芦素B的积累(M. Wang et al., 2024),以及1-甲基环丙烯促进桃中绿叶气味挥发性物质的产生同时抑制特征酯类香气(Cai et al., 2019)。值得注意的是,少数研究报道在特定条件下风味得到了改善,例如氯吡脲和苄基嘌呤提高了'金陵香新'葡萄的香气品质(Zheng et al., 2025),以及茉莉酸甲酯促进了南果梨中酯类香气化合物的合成(Luo et al., 2021)。这些相互矛盾的研究结果表明,植物生长调节剂的效果取决于调节剂的类型、浓度和植物种类。迄今为止,尚未见关于4-CPANa在'美早'樱桃果实发育过程中调节风味品质的机制的报道。此外,以往关于樱桃的代谢组学或转录组学研究主要集中在果实发育或胁迫响应上,未探讨植物生长调节剂在同时增强理想风味和诱导不良青草气味方面的双重作用。
因此,本研究旨在表征非挥发性风味化合物的动态变化,描绘负责风味增强和不良青草气味形成的挥发性化合物,并通过转录组测序和WGCNA鉴定关键基因和调控网络。总体而言,这些目标旨在阐明4-CPANa介导的'美早'樱桃风味调节的代谢和转录机制。
部分摘要
植物材料及处理
本研究选用'美早'樱桃作为实验材料。樱桃种植于山东省烟台市福山区飞羽庄园家庭农场(N37°32′35.56″, E121°27′24.44″)。设置两组处理:水分对照组(CK,空白对照)和处理组(M,4-CPANa处理浓度选择10 mg/L,依据农药信息数据库推荐的中值)。每组设置三个生物学重复
4-CPANa处理对果实口感的影响
可溶性糖和有机酸不仅是营养成分,也是决定果实品质和口感的关键指标。在整个发育过程中,4-CPANa处理果实的可溶性糖含量呈上升趋势,从HA期的16.75%上升至MA期的37.36%。相比之下,有机酸含量急剧下降,在MA期降至4.36%。在对照组中,可溶性糖含量也有所增加(从18.50%升至34.86%),但有机酸含量
结论与展望
研究发现,4-CPANa显著提高了樱桃果实的糖酸比,并维持了与甜味和鲜味相关的氨基酸含量,表明该处理可能在一定程度上提高了果实的感知甜度。然而,4-CPANa也导致了己醛、(E)-2-己烯醛和(E)-2-己烯-1-醇等青草类挥发性化合物的明显积累。基于这些发现,推测4-CPANa可能对整体风味产生负面影响
CRediT作者贡献声明
许建涵:撰写-初稿,调查,数据管理,概念构思。毕静秀:撰写-初稿,方法学,调查,数据管理。郝海宁:可视化,形式分析。高瑞:形式分析。赵通:验证。陈晶:资源,项目管理。苑学霞:形式分析。翟荣旗:验证。文云岐:形式分析。刘平翔:资源,项目管理,方法学,资金获取。王宇涛:
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本研究得到农产品质量安全风险评估项目的资助[资助编号:20244085]。
许建涵|毕静秀|郝海宁|高瑞|赵通|陈晶|苑学霞|翟荣旗|文云岐|刘平翔|王宇涛